Счетчик электроэнергии

Счетчик электроэнергии

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для измерения электроэнергии постоянного и переменного тока. Цель изобретения - повышение точности измерения путем снижения погрешности от совпадений импульсов обратной связи с моментами коммутации переключателей. После перемножения сигналов с датчиков тока и напряжения производится преобразование произведения в частоту следования импульсов и положение числа импульсов. Фиксация длительности импульса обратной связи в моменты переключения переключателей позволяет избежать накопление погрешности от периода к периоду, что соответственно приводит к повышению точности измерения. Указанная операция выполняется за счет введения первого счетчика 11, третьего переключателя 12, порогового элемента 13, первого и второго элементов 2И 14 и 16, первого и второго элементов 3И 15 и 17, второго и третьего счетчиков 18 и 19 и первого и второго триггеров 20 и 21. Кроме того, счетчик электроэнергии содержит первый и второй переключатели 1 и 8, перемножитель 2, инвертирующий усилитель 3 постоянного тока, источник 4 опорного тока, первый и второй конденсаторы 5 и 6, резистор 7, генератор 9 импульсов и реверсивный счетчик 10. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„Я0„„154151 (51)5 0 01 R 11/00

О! !ИСАЙИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И А ВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HGMHTET

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬ ТИЯМ

ПРИ П(HT СССР 1 (21 ) 4337238/24-21 (22) 30.11.87 (46) 07.02.90. Бюл. - 5 (?1) Владимирский политехнический институт (72) В,П. Комлев, В.II. Захаров, A.Â. Михайлов и П.Б,Самойлов (53) 621.317.78 (088.8) (56) Кубышкин Е.А., Сешеренко А.В.

Злектронный счетчик расхода электроэнергии типа Ф441. — Промьппленная энергетика, 1983„ 11 1, с, 23-24.

Авторское свидетельство СССР

М !129526, кл. 0 01 R 11/00, 1982. (54 ) СЧЕТЧИК ЗЛЕ КТРОЗ!!ЕРГИИ (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для измерения электроэнергии постоянного и переменного тока, Цель изобретения — повышение точности измерения путем снижения погрешности от совпадений импупьсов обратной связи с моментами коммутации переключателей. После перемножения сигналон с датчиков тока и напряжения произвоГ --1

2 дится преобразование произведения в частоту следования импульсов и положение числа импульсов, Фиксация длительности импульса обратной связи в моменты переключения переключателей позволяет избежать накопление погрешности от периода к периоду, что, соответственно, приводит к повы шению точности измерения. Указанная операция выполняется за счет введения первого счетчика 11, третьего переключателя 12, порогового элемента !3, первого и второго элементов

2И 14 и 16, первого и второго элементов ЗИ 15 н 17, нторого и третьего счетчиков 18 и !9 и первого и второго триггеров 20 и 21, Кроме того, счетчик электроэкергии содержит первый и второй переключатели 1 и 8, перемножитель 2, иквертирующий усили" тель 3 постоянного тока, источник 4. опорного тока, первый и нторой конденсаторы 5 и 6, резистор 7, генератор 9 импульсов и ренерсивный счетчик

10, I ил.

1541517

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для измерения электроэнергии постоянного и переменного тока.

Цель изобретения — повьппение точности измерения за счет снижения novрешности от совпадений импульсов обратной связи с моментами коммутации переключателей. 10

На чертеже представлена структурно-функциональная схема счетчика электроэнергии.

Счетчик электроэнергии содержит первый переключатель 1, перемножитель 2, инвертирующий усилитель 3 постоянного тока, источник 4 опорного тока, первый 5 и второй 6 конденсаторы, резистор 7, второй переключатель 8, генератор 9 импульсов, ре- 20 версивный счетчик 10, первый счетчик

11, третий переключатель 12, пороговый элемент 13, первый элемент 2И 14, первый элемент ЗИ 15, второй элемент

2И 16, второй элемент ЗИ 17, второй 25

18 и третий 19 счетчики, первый 20 и второй 21.триггеры, причем вход счетчика для подключения входного сигнала тока через первый переключатель

1 подключен к первому. входу перемножителя 2, второй вход которого является входом счетчика, на который подается сигнал напряжения, выход перемножи" теля 2 подключен к входу инвертирующего усилителя 3 постоянного тока, 35 выходу источника 4 опорного тока, первым обкладкам первого 5 и второго

6 конденсаторов и первому выводу резистора 7, к выходу инвертирующего усилителя 3 пОстОяннОГО токи пОдклю 40 чены входы порогового элемента 13 и второго переключателя 8, выход порогового элемента 13 соединен с первыми входами первого 14 и второго 16 элементов 2И, а выход — к счетному вхо- 45 ду реверсивного счетчика 10, выходы первого 14 и второго 16 элементов 2И подключены к входам установки в "1" первого 20 и второго 21 триггеров соответственно, а выходы последних - к первому и второму входам третьего переключателя I, 2, выход которого подключен к второму выводу резистора 7, выход генератора 9 импульсов соединен с входом первого счетчика 11, вторыми входами первого 15 и второго 17 элементов ЗИ, прямой выход первого счетчика 11 подключен к управляющим входам первого 1, второго 8 и третьего 12 переключателей, входу управления реверсом реверсивного счетчика 10, второму входу первого элемента 2И 14 и первому входу первого элемента ЗИ 15, а инверсный — к второму входу второго элемента 2И 16 и первому входу второго элемента ЗИ 17, выходы первого

15 и второго 17 элементов ЗИ соединены с входами установки в "0" первого 20 и второго 21 триггеров, выходы которых подключены соответственно к третьим входам первого 15 и второго 17 элементов ЗИ, выходы второго переключателя 8 подключены соответственно к вторым обкладкам первого 5 и второго 6 конденсаторов, Счетчик электроэнергии работает следующим образом.

В исходном состоянии первый II, второй 18 и третий 19 счетчики, первый 20 и второй 21 триггеры находятся в нулевом состоянии. Генератор 9 импульсов формирует последовательность импульсов стабильной частоты, которая поступает на вход первого счетчика 11 и вторые входы первого

1$ и второго 17 элементов ЗИ, но последние заблокированы нулевыми сигналами на третьих входах. Выходная частота генератора 9 импульсов выбирается из условий точности формирования импульсов обратной связи, а коэффициент пересчета первого счетчика 11 таким, чтобы его выходная частота в два раза превьппала максимальную частоту входного сигнала. Коэффициенты пересчета второго 18 и третьего 19 счетчиков выбираются равными и определяют длительность импульсов обратной связи, В первый полупериод колебаний выходного сигнала первого счетчика 11 на его .прямом выходе присутствует единичный сигнал, а на инверсном — нулевой. Коэффициент передачи первого переключателя равен "+1" к выходу инвертирующего усилителя 3 постоянного тока подключен первый конденсатор 5, выход первого триггера 20 соединен через третий переключатель 12 с резистором 7, а реверсивный счетчик 10 суммирует импульсы, поступающие на счетный вход, На выходе инвертирующего усилителя 3 постоянного тока формируется напряжение, пропорциональное интегралу суммы токов, поступающих от источника 4 тока и перемножителя 2.!

54!5!7

На второй полупериод колебаний выходного сигнала первого счетчика

11 на его прямом выходе присутстнует нулевой сигнал, а на инверсном — единичный, поэтому коэффициент передачи

5 первого переключателя 1 равен "-1" и знак выходного сигнала перемножителя

2 изменяется на противоположный, к выходу инвертирующего усилителя 3 постоянного тока подключен второй конденсатор 6, выход второго триггера 21 соединен через третий переключатель 12 с резистором 7, а реверсивный счетчик 10 вычитает импульсы, 15 поступающие на счетный вход, На выходе инвертирующего усилителя 3 постоянного тока Формируется напряжение, пропорциональное интегралу разности токов, поступающих от источника 2

4 тока и перемножителя 2.

При достижении выходным напряжением инвертирующего усилителя 3 постоянного тока уровня переключения порогового элемента !3 на его выходе форми- 25 руется короткий импульс, который поступает на счетный вход реверсивного счетчика 10 и первые входы первого l4 и второго !6 элементов 2И. В первый полупериод на втором входе перво- ЗО го элемента 2И 14 присутствует еди ничный сигнал, поэтому на его выходе возникает импульс, который устанавливает первый триггер 20 в единичное состояние, при этом второй элемент

2И 16 заблокирован нулевым сигналом на его втором входе, поступающим с инверсного выхода первого счетчика

Il. Переключение первого триггера 20 в единичное состояние разрешает про- 40 хождение выходной частоты генератора

9 импульсов на вход второго счетчика .18 ° После переполнения последнего на его выходе генерируется импульс, который возвращает первый триггер 45

20 в нулевое состояние. Таким образом, на выходе первого триггера 20 формируется импульс обратной связи стабильной длительности и амплитуды.

Во второй полупериод импульс обратной связи формируется аналогично с помощью вторых элементон 2И 16 и

ЗИ 17, третьего счетчика 19 и второго триггера 21. Ва время действия импульса обратной связи выходное нан- 55 ряжение инвертирующего усилителя 3 постоянного тока, формируемое в первый полупериод на первом конденсаторе

5, а во второй — на втором конденсаторе 6, снижается на величину, определяемую вольт-секундной площадью импульса обратной связи.

Если переключение сигнала на прямом выходе первого счетчика 1! из единичного состояния в нулевое происходит при единичном сигнале на ныходе первого триггера 20, что соответствует совпадению момента окончания первого полупериода с действием импульса обратной связи, то нулевой сигнал с прямого выхода первого счетчика 11 блокирует первый элемент ЗИ

15, а второй счетчик 18 фиксирует длительность импульса обратной связи дд", совпадающую с первым полупериодом, При этом третий переключатель

12 отключает первый триггер 20 от резистора 7, а на первом конДенсаторе 5 запоминается остаточное напряжение

Т/1

U„= — $ (х(с)+а.)ас—

1 о

+ U i 11 (с -йь„) — К «о1» + о

RC RC

После окончания второго полупериода второй переключатель 8 вновь пере" ключает первый конденсатор 5 к выходу инвертирующего усилителя 3 постоянного тока, третий переключатель 12— выход первого триггера 20 к резистору 7, а на первый вход первого элемента ЗИ 15 поступает единичный сигнал с прямого выхода первого счетчика

ll. Причем процесс интегрирования продолжается с начальными условиями, определяемыми остаточным напряжением на первом конденсаторе 5 U, и остаточной длительностью импульса обрат-, ной связи С -дЯ», Переполнение второ1 го счетчика 18 произойдет через интервал времени — д » после окончания второго полупериода и первый триггер 20 переключится в нулевое состояние, что соответствует окончанию действия импульса обратной связи.

Таким образом, несмотря на то, что импульс обратной связи разрывается а в момент коммутации переключателей на две части Д С и с — дС», суммарная длительность сохраняется постоянной и с точностью до периода выходной частоты генератора 9 импульсов, которая может быть выбрана достаточно высокой. Во второй полупериод устройство работает аналогично и. 1541517

Составитель С. Сафохин

Редактор И. Яулла Техред N.дидык Корректор С, Черни

Заказ 277 Тираж 547 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 на втором конденсаторе 6 запоминается напряжением

v„ = — 1 (-х(с) + г. ) а —

С т(1 5

Uoc 1-1ас(" " s)

- К вЂ” — + — — — - — —.

1 RC RC

В предлагаемом устройстве за полный,период работы результат измерения, содержащийся в реверсивном счетчике 10, определяется выражением рт (К, -К,,)= (- ) Т()а —

1* 1 С 0

RC Г - i„ 15

Ctн c2ll) 11 л

Цec (. н л

Так как погрешность измерения не накапливается, а определяется только 20 остаточными напряжениями на первом

5 и втором 6 конденсаторах и остаточной длительностью имгульсов обратной связи, сформированными в течение последнего периода, то за несколько периодов работы происходит увеличений точности измерения, Формула изобретения

Счетчик электроэнергии, содержащий перемножитель, первый вход кото- 30 рого подключен через первый переключатель к первой входной шине, а второй вход — непосредственно к второй входной шине, управляющий вход первого переключателя объединен с входом управления реверсом реверсивного счетчика и управляющим входом второго переключателя, вход которого ,подключен к выходу инвертирующего усилителя постоянного тока, вход которо- 40

ro соединен с первым выводом резистора, выходом перемножителя, выходом источника опорного тока и первыми обкладками первого и второго конденсаторов, вторые обкладки которых подключены к первому и второму выходам второго переключателя соответственно, генератор импульсов, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности измерения за счет снижения погрешности от совпадений им— пульсов обратной связи с моментами коммутации переключателей, в него дополнительно введены третий переключатель, пороговый элемент, первый, второй и третий счетчики, первый и второй триггеры, первый и второй элементы 2И и первый и второй элементы ЗИ, причем вход порогового элемента подключен к выходу инвертирующего усилителя постоянного тока, а выход — к счетному входу реверсивного счетчика и первым входам первого и второго элементов 2И, выходы которых соединены с входами установки в "1" первого и второго триггеров соответственно, выходы последних — с первым и вторым входами третьего переключателя соответственно, выход которого соединен с вторым выводом резистора, а управляющий вход объединен с управляющим входом первого пе реключателя, вторым и первым входами первых элементов 2И и ЗИ соответственно и прямым выходом первого счетчика, инверсный выход которого подключен к второму и первому входам вторых элементов 2И и ЗИ соответственно, а вход — к выходу генератора импульсов и вторым входам первого и второго элементов ЗИ, выходы которых через второй и третий счетчики соответственно подключены к входам установки в "Он первого и второго триггеров, выходы которых соединены с третьими входами первого и второго элементов ЗИ.